电磁感应线框进出磁场(结合图象)问题(带答案)Word版
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v B B L L L L 2010年高中物理电磁感应线框进出磁场(结合图象)问题分类精析
山西省平遥县第二中学校 刘海蛟
线框进出磁场结合图象是高考热点 一、选择题
(一)、矩形线框进出匀强磁场
1.如图所示,在光滑的水平面上,有一垂直向下的匀强磁场分布在宽为L 的区域内,现有一个边长为a a (<L )的正方形闭合线圈以速度0v 垂直磁场边界滑过磁场后速度变为v v (<)0v 那么:( B )
A .完全进入磁场时线圈的速度大于)(0v v +/2
B ..完全进入磁场时线圈的速度等于)(0v v +/2
C .完全进入磁场时线圈的速度小于)(0v v +/2
D .以上情况AB 均有可能,而C 是不可能的
2.如图(3)所示,磁感应强度磁场中匀速拉出磁场。在其它条件不变的情况下为B 的匀强磁场有理想界面,用力将矩形线圈从
A 、速度越大时,拉力做功越多。
B 、线圈边长L 1越大时,拉力做功越多。
C 、线圈边长L 2越大时,拉力做功越多。
D 、线圈电阻越大时,拉力做功越多。
【解析】以极端情况考虑:若速度极小接近于零,则线圈中几乎没有感应电流,就无需克服安培力做功,从而速度越大时拉力做功越多;若L 1极小接近于零,则L 1切割磁感线产生的感应电动势便接近于零,线圈中同样几乎没有感应电流,也无需克服安培力做功,从而 L 1越大时拉力做功越多;若L 2极小接近于零,则将线圈拉出时的位移接近
于零,从而L 2越大时拉力做功越多;若线圈电阻极大趋于无限大,则线圈中几乎没有感应电流,亦无需克服安培力做功,从而线圈电阻越大时拉力做功越小。所以,应选ABC 。
3.(崇文区2008---2009学年度第一学期高三期末统一练习)10.如图所示,为两个有界匀强磁场,磁感应强度大小均为B ,方向分别垂直纸面向里和向外,磁场宽度均为L ,距磁场区域的左侧L 处,有一边长为L 的正方形导体线框,总电阻为R ,且线框平面与磁场方向垂直,现用外力F 使线框以速度v 匀速穿过磁场区域,以初始位置为计时起点,规定:电流沿逆时针方向时的电动势E 为正,磁感线垂直纸面向里时磁通量Φ的方向为正,外力F 向右为正。则以下关于线框中的磁通量Φ、感应电动势E 、外力F 和电功率P 随时间变化的图象正确的是(D )
× × × × ×
V L a
E
t B t Φ A t
P t F
0 0 0
4.(丰台区2008—2009学年度第一学期期末考试)12.边长为L的正方形金属框在水
平恒力F作用下运动,穿过方向如图的有界匀强磁场区域.磁
场区域的宽度为d(d>L)。已知ab边进入磁场时,线框的加速
度恰好为零.则线框进入磁场的过程和从磁场另一侧穿出的过
程相比较,有 (AD )
A.产生的感应电流方向相反
B.所受的安培力方向相反
C.进入磁场过程的时间等于穿出磁场过程的时间
D.进入磁场过程的发热量少于穿出磁场过程的发热量
5.(海淀区高三年级第一学期期末练习)6B.如图8所示,垂直纸面向里的匀强磁场的区域宽度为2a,磁感应强度的大小为B。一边长为a、电阻为4R的正方形均匀导线框ABCD
从图示位置沿水平向右方向以速度v匀速穿过两磁场区域,在下图中线框A、B两端电压U AB 与线框移动距离x的关系图象正确的是( D )
6. 如图所示,在PQ、QR区域中存在着磁感应强度大小相等、方向相反的匀强磁场,磁
场方向均垂直于纸面,一正方形导线框abcd位于纸面内,ab边与磁场的边界P重合。导线
框与磁场区域的尺寸如图所示。从t=0时刻开始,线框匀速横穿两个磁场区域,以a→b→c→d
为线框中的电流i的正方向,向左为导线框所受安培力的正方向,以下i – t 和F—t关
系示意图中正确的是( AC )
7.如图所示,相距均为d的的三条水平虚线L1与L2、L2与
L3之间分别有垂直纸面向外、向里的匀强磁场,磁感应强度大小
均为B。一个边长也是d的正方形导线框,从L1上方一定高处由
静止开始自由下落,当ab边刚越过L1进入磁场时,恰好以速度
v1做匀速直线运动;当ab边在越过L2运动到L3之前的某个时刻,
线框又开始以速度v2做匀速直线运动,在线框从进入磁场到速
度变为v2的过程中,设线框的动能变化量大小为△E k,重力对线
甲
A
-3Bav/4
B
3a
a 2a
O
x
C
x
3a
a 2a
O
乙
图8
Bav
U AB
3a
a 2a
O x
Bav/4
3Bav/4
Bav/4
U AB
U AB
Bav/4
U AB
3a
a 2a
O x
Bav/4
3Bav/4
Bav
D
d
B
b
F
L a
b
c
L
d
d
L
L
框做功大小为W1,安培力对线框做功大小为W2,下列说法中正确的有(BD )
A .在导体框下落过程中,由于重力做正功,所以有v 2>v 1
B .从ab 边进入磁场到速度变为v 2的过程中,线框动能的变化量大小为 △Ek=W 2-W 1
C .从ab 边进入磁场到速度变为v 2的过程中,线框动能的变化量大小为 △E k =W 1-W 2
D .从ab 边进入磁场到速度变为v 2的过程中,机械能减少了W 1+△
E k
(二)、三角形线框进出匀强磁场
1.(海淀区高三年级第一学期期末练习)6A .如图7甲所示,两个相邻的有界匀强磁场区,方向相反,且垂直纸面,磁感应强度的大小均为B ,磁场区在y 轴方向足够宽,在x 轴方向宽度均为a ,一正三角形(中垂线长为a )导线框ABC 从图示位置向右匀速穿过磁场区域,以逆时针方向为电流的正方向,在图5乙中感应电流i 与线框移动距离x 的关系图象正确的是 ( C )
二.填空题
1、如图所示,正方形金属框ABCD 边长L =20cm ,质量m =0.1kg ,电阻R =0.1 Ω,吊住金属框的细线跨过两定滑轮后,其另一端挂着一个质量为
M=0.14kg 的重物,重物拉着金属框运动,当金属框的AB 边以某一速度进入磁感强度B =0.5T 的水平匀强磁场后,即以该速度v
做匀速运动,取g = 10m/s 2
,则金属框匀速上升的速度v = m/s ,在金属框匀速上升的过程中,重物M 通过悬线对金属框做功 J ,其中有 J 的机械能通过电流做功转化为内能.(4;0.28;0.08) 三、计算题
1.(12分) 如图甲所示,一边长L =2.5m 、质量m =0.5kg 的正方形金属线框,放在光滑绝缘
的水平面上,整个装置放在方向竖直向上、磁感应强度B =0.8T 的匀强磁场中,它的一
B C
A
O y
B
B
x
a
a 甲
a
D
x
i
3a a
-I 0
2a
I 0 O 2I 0 A i 3a a -I 0 2a I 0
O x
B
i 3a a
-I 0
2a I 0
O x
C x
-2I 0 i
3a a
2a I 0 O
乙 图7